Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Строение стального слитка и его дефекты

29.01.2019


Залитая в изложницу сталь охлаждается с различной скоростью у стенок изложницы и внутри нее. У стенок изложницы скорость охлаждения стала больше, чем внутри, так как имеется большой перепад температур: 1540° С и выше (сталь) и 80—100° C (изложницы). При соприкосновении стали с относительно холодной изложницей образуется большое количество центров кристаллизации. Вокруг этих центров растут мелкие, равномерные кристаллы, которые образуют наружный слой слитка.

Развитию роста кристаллов препятствует большое количество образовавшихся центров кристаллизации и интенсивное охлаждение стали с поверхности слитка. Вследствие образования первого слоя кристаллов объем металла уменьшается, а изложница, нагреваясь, расширяется. По мере нагревания стенок изложницы и уменьшения объема металла слиток отходит от изложницы и скорость охлаждения стали в слитке замедляется. Во втором периоде образующиеся кристаллы имеют возможность развиваться в течение более длительного времени в направлении к центру слитка, в результате чего образуется зона вытянутых (столбчатых) кристаллов. Рост этих кристаллов будет происходить до тех пор, пока будет продолжаться интенсивный отвод тепла от центра к периферии. С понижением температуры в жидкой сердцевине слитка до температуры затвердевания появляются в этой зоне новые центры кристаллизации и из них будут расти кристаллы в разных направлениях, таким образом образуется третья зона кристаллов.

В зависимости от условий разливки, химического состава стали, скорости охлаждения металла в изложнице, каждая из зон кристаллизации может получить большее или меньшее развитие. Во время процесса кристаллизации стали объем ее уменьшается и удельный вес изменяется. В результате уменьшения объема в той части слитка, где металл переходит из жидкого в твердое состояние, в последнюю очередь образуется усадочная раковина. В частности, при разливке стали сверху усадочная раковина образуется в головной части слитка (рис. 13). Под усадочной раковиной обычно располагается усадочная рыхлость или пористость. В области усадочной рыхлости, пористости и ниже ее располагается ликвационная зона. Ликвируют в основном углерод, сера и фосфор за счет образования более легкоплавких соединений с железом, имеющих меньшую плотность. Кроме этого, в этой части слитка обычно располагаются газовые раковины вследствие выделения газа из стали во время кристаллизации ее. Для изделий используют только здоровую часть слитка, отлитого из спокойной стали, составляющую от 65 до 75% от его веса.

При получении слитков из кипящей стали, которая не подвергается раскислению в печи и в ковше, усадочная раковина и ликвационная зона значительно по объему сокращаются. Уменьшение объема усадочной раковины в слитке кипящей стали происходит вследствие того, что окись углерода, азот, водород остаются в металле, образуют пузыри в слитке, в результате чего эти зоны по слитку как бы рассредоточиваются. Газовые пузыри в слитке кипящей стали во время обработки его давлением завариваются. Следовательно, выход годного металла из слитка увеличивается.

В слитке, кроме указанных пороков, могут быть и другие, как например, трещины продольные и поперечные, газовые раковины, плены, засор. Образование трещин может быть вызвано развитием неравномерных напряжений при кристаллизации металла в изложнице и не свободной усадки его. Плены образуются обычно при заливке стали сверху вследствие разбрызгивания ее. Засор попадает за счет разрушения огнеупорных материалов из ковша и разливочных устройств, используемых при подготовке изложниц к заливке сифонным способом. Газовые раковины — результат выделения газов как из самого металла, так и из красок, нанесенных на внутреннюю полость изложницы перед заливкой стали.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: